感應器檢測唾液 有望取代部分抽血採樣

美國科學家發明的新的生物感應器，能以高靈敏度檢測唾液中的一些生物標記物，且有望取代部分的抽血採樣。圖為準備用於分析的唾液樣本。(Georg Hochmuth/APA/AFP) 

 

 

【大紀元2023年12月07日訊】（大紀元專題部記者吳瑞昌編譯報導）醫療保健中的血液檢查是常見的步驟，但抽血對於一些人來說是痛苦的。不久前，美國的科學家發明了新的生物感應器，能以高靈敏度檢測唾液中的一些生物標記物，且有望取代部分的抽血採樣，可以減輕一些人的痛苦。

 

血液檢查是提供有關個人健康的黃金標準，因為血液可以測定出人體中的血糖、激素、血型、脂肪和細胞指數等重要資訊。不過，血液檢查需要頻繁刺破手指收集少量血液，或被訓練有素的護士抽取靜脈的血。

 

相較之下，唾液中含有許多生物標誌物也可以用來進行健康診斷，且收集過程是非侵入性的。不過大多數分析唾液樣本的機器，都需要專業的實驗室和設備，進行高精度和高靈敏度的測試，但這些都需要專業的人員進行操作，且需要花費時間，從數小時到數天不等。

 

為此，美國的科學家發明了一種新的生物感應器，可以從唾液中檢測出葡萄糖、單磷酸腺苷（一種與牙齦疾病相關的小分子，AMP）生物標記物。這種感應器有望提供一種既方便又準確的測試方法，提供家庭進行健康監測，且過程中無需針頭。這項新的發明於今年11月22日發表在《美國化學學會》上，隨後被十多家媒體引用和報導。

 

這種生物感應器由「電化學適配體」（Electrochemical aptamer-based，E-AB）方法改良而成。它透過塗有自組的適配體（鏈烷硫醇單層）在金電極上，並添加標靶（T）使得上面的適配體塗層和T能出現氧化還原反應產生電流，讓感應器得以識別。

 

這些特性使得它可直接在未稀釋、未刺激的人類全唾液中，進行連續、即時測量，且具有極高的靈敏度。若經過洗滌和儲存在磷酸鹽緩衝鹽水中，還可重複使用。

 

因此，科學家們給感應器配上專門設計的DNA或RNA片段（適配體），與其所需目標結合時，可以產生電化學變化和可重複再利用。另外，測驗結果能在15分鐘內產生，這些特性有利於開發個人化的健康監測工具。

 

在初步測試中，科學家們發現AMP和葡萄糖濃度小於1mM時，E-AB感測器無法測量到訊號變化，只有在濃度大於10mM時才有訊號，這種結果降低了能發現唾液中葡萄糖和AMP的靈敏性。

 

為此，他們設計兩種新的適配體，分別是3-trunc和6-trunc的變異體，放置在電極上，使感應器測量到的訊號增加。這種新的E-AB感測器變得更加靈敏，可以偵測到AMP和葡萄糖的濃度（解離常數），分別是∼0.1nM和∼0.05nM。

 

為了解改良後的E-AB感測器穩定性，科學家們做了一系列實驗。結果顯示，在未稀釋的唾液中使用該儀器連續檢測時，機器訊號剛開始會出現一些衰減，但之後呈穩定的狀態，且能維持至少3天的穩定，這項結果讓他們感到十分滿意。

 

在15天實驗中，多次使用解凍後唾液進行葡萄糖檢測，發現該感應器都可以在7天內維持穩定檢測，過程中還可以重複利用，只需黃金電極在4°C以下的1×PBS清洗和保存即可。

 

不過，若測試溶液中含有一定數量的鎂離子（Mg2+）和鈣離子（Ca2+），會影響到儀器的精確度，但科學家們表示可以透過其它方法減少這種干擾。

 

改良的E-AB感測器可以讓患者在家中做簡單且準確的測試，如果每次使用後清洗，他們的設備可在30秒後進行下一次測試，且感應器可以保持其靈敏度長達一週。

 

科學家們表示，這種簡單的技術是第一個檢測人類唾液中葡萄糖的技術，希望它能讓家庭健康監測的侵入性更小且容易完成，特別是對於患有糖尿病等慢性病的人來說，用此方法可以減輕他們抽血時的痛苦。

 

責任編輯：連書華